BIPV va BAPVga qarshi: Fotovoltaik binolarda qo'shimcha rollar

Fotovoltaik (PV) qurilishni PV modullarining integratsiya darajasiga qarab ikki turga bo'lish mumkin: Binoga biriktirilgan PV (BAPV) va Bino bilan birlashtirilgan PV (BIPV) . BIPV xarajat va ishlash nuqtai nazaridan ma'lum afzalliklarga ega bo'lsa-da, uning rivojlanishi hali dastlabki bosqichda. Mavjud binolPV qurilmalari mos ravishda 3GVt, 2,7GVt, 2,5GVt va 0,6GVt ga yetdi, Xitoyda esa 2020 yilda atigi 0,7 GVt bo'lgan, bu kelajakda BIPV kirib borishini oshirish uchun sezilarli salohiyatdan dalolat beradi kelajakda BIPV kirib borishini oshirish uchun sezilarli salohiyatdan dalolat beradi . Bundan tashqarYaponiya, Frantsiya, Italiya va Qo'shma Shtatlardagi BIPV qurilmalari mos ravishda 3GVt, 2,7GVt, 2,5GVt va 0,6GVt ga yetdi, Xitoyda esa 2020 yilda atigi 0,7 GVt bo'lgan, bu . Bundan tashqari, biznes modeli nuqtai nazaridan,larini to'ldiradi va PV ishlab chiqaruvchilari va PV qurilish sanoatidagi qurilish firmalari uchun katta o'sish imkoniyatlarini taklif qiladi.

O'rnatish usullarini taqqoslash: Binoga biriktirilgan fotovoltaik (BAPV) va binoga o'rnatilgan fotovoltaik (BIPV)

Binolarda fotovoltaik (PV) ilovalari quyosh energiyasini ishlab chiqarish uchun yangi chegarani anglatadi. Ushbu texnologiya PV tizimlarini binolarning tashqi tuzilmalari bilan birlashtiradi, energiya samaradorligini oshiradi va iste'molni kamaytiradi, bu uni kam energiya sarflaydigan passiv binolarga erishishda hal qiluvchi komponentga aylantiradi. 

Integratsiya darajasiga ko'ra, PV tizimlarini ikki turga bo'lish mumkin:

① Binoga biriktirilgan fotovoltaik (BAPV): Bu energiya ishlab chiqarish uchun bo'sh joylardan foydalangan holda mavjud binolarga o'rnatilgan PV tizimlariga tegishli. BAPV odatda mavjud tuzilmalarni qayta jihozlashda qo'llaniladi.

② Building-Integrated Photovoltaic (BIPV): Bu binoning o'zi bilan bir vaqtda loyihalashtirilgan, qurilgan va o'rnatiladigan, bino konstruktsiyasi bilan uzluksiz integratsiyalashgan PV tizimlarini o'z ichiga oladi. BIPV tizimlari nafaqat elektr energiyasini ishlab chiqaradi, balki binoning estetik ko'rinishiga ham hissa qo'shadi.

Qurilish usullarini taqqoslash:

① BAPV: Odatda, BAPV tizimlari PV modullarini mavjud bino strukturasiga mahkamlash uchun maxsus qavslardan foydalanadi. Ushbu tizimlar birinchi navbatda binoning asl funksionalligiga ta'sir qilmasdan energiya ishlab chiqarish funktsiyasini bajaradi va ular 'o'rnatish tipidagi' quyosh PV binolari hisoblanadi.

② BIPV: BIPV tizimlari bir martalik qurilish va sarmoyaviy yondashuvni o'z ichiga oladi, bu erda PV tizimini qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalar, PV modullari va boshqa elektr komponentlari binoning qurilish bosqichida bevosita o'rnatiladi. BIPV tizimlari nafaqat elektr energiyasini ishlab chiqaradi, balki an'anaviy qurilish materiallarini almashtiradi, ham konstruktiv komponent sifatida xizmat qiladi va binoning funktsional talablariga javob beradi.

BAPV va BIPV ning qo'shimcha afzalliklari va kamchiliklari, BIPV ko'proq iqtisodiy foyda keltiradi

Binoga biriktirilgan fotovoltaik (BAPV) va binoga o'rnatilgan fotovoltaik (BIPV) tizimlari bir-birini to'ldiruvchi kuchli va zaif tomonlarga ega. BIPV odatda tejamkorroq. tomonidan po'lat konstruktsiyali zavod tomi loyihasi uchun hisob-kitoblarga ko'ra Polaris Solar PV Network , a BIPV tom tizimi har kvadrat metr uchun taxminan 164 RMB moddiy xarajatlarni tejash imkonini beradi. Bundan tashqari, BIPV tizimlarining dizayn muddati 50 yildan ortiq bo'lib, muhim keng qamrovli iqtisodiy afzalliklarni ta'minlaydi. Muayyan taqqoslash quyidagicha:

1) Bino estetikasi

·BIPV: Integratsiyalashgan fotovoltaik tizim sifatida BIPV umumiy arxitektura dizayniga kiritilgan, natijada bino yanada uyg'un va estetik jihatdan yoqimli ko'rinishga ega bo'ladi.

·BAPV: Qayta jihozlangan tizim bo'lib, BAPV qurilishdan keyin qo'shiladi, bu esa kamroq uyg'un ko'rinishga olib keladi.

2) Tomga yuk ko'taruvchi

·BIPV: BIPV konstruktsiyalaridagi tom to'g'ridan-to'g'ri yuk ko'taruvchi tuzilma bo'lib, aniq quvvat taqsimoti bilan yuqori xavfsizlikni ta'minlaydi.

·BAPV: Qayta jihozlangan tabiati tufayli, BAPV tizimlarida tom uzoq muddatli shamol yuki va deformatsiyalar ostida struktura xavfsizligini buzishi mumkin bo'lgan charchoq ta'sirini keltirib chiqarishi mumkin bo'lgan yanada murakkab yuklash sharoitlarini boshdan kechiradi.

3) Gidroizolyatsiya

·BIPV: keng qamrovli tom drenaj tizimini yaratish uchun asosiy suv kanallari, suv o'tkazmaydigan muhrlar va boshqa elementlar bilan birlashtirilgan hidrofobik shisha panellardan foydalanadi. Tomning tuzilishi, miltillovchi va yorug'lik lentalarining modulli kombinatsiyasi yuqori gidroizolyatsiya ko'rsatkichlariga erishishi mumkin.

·BAPV: tabiiy ravishda gidroizolyatsiyani ta'minlamaydi; etarli gidroizolyatsiya qobiliyatiga ega bo'lish uchun mavjud tomga tayanadi.

4) Qurilish qiyinligi

·BIPV: Muhim strukturaviy komponent sifatida BIPV gidroizolyatsiya, izolyatsiya va boshqa me'moriy ishlash mezonlari bo'yicha yuqori standartlarga javob berishi kerak, bu esa o'rnatishni yanada qiyinlashtiradi.

·BAPV: O'rnatishni nisbatan sodda qilib, mavjud tomga PV komponentlarini qo'shishni o'z ichiga oladi.

5) Foydalanish va texnik xizmat ko'rsatish

·BIPV: tomlar modulli PV panellari bilan ishlab chiqilgan, ammo texnik xizmat ko'rsatish tom yopish funktsiyalari saqlanib qolishini ta'minlashni talab qiladi, bu esa operatsiyalar va texnik xizmat ko'rsatishning murakkabligini oshiradi.

·BAPV: Texnik xizmat ko'rsatish to'g'ridan-to'g'ri tom ustida amalga oshirilishi mumkin, bu esa nisbatan oson demontaj va qayta yig'ish, operatsiyalar va texnik xizmat ko'rsatishni kamroq qiyinlashtiradi.

BIPV va BAPV: har tomonlama xarajatlarni taqqoslash

Taqqoslash ma'lumotlari	BIPV tizimi	BAPV tizimi
Alyuminiy-magniy-marganetsli tom yopish panellari	/	Jumladan, vertikal qulflangan alyuminiy-magniy-marganets tom panellari va alyuminiy qotishma T-tipli tayanchlar, taxminan ￥200/㎡
Tizim braketi aksessuarlari	Taxminan ￥0,6/Vt*120Vt/㎡=￥72 gacha bo‘lgan qo‘llab-quvvatlovchi yengil qozon kofur chiziqlari, alyuminiy qotishma chiziqlari, rezina muhrlar, mahkamlagichlar va boshqalar.	￥0,3 /W*120W/㎡ = ￥36 ga yaqin qisqichlar, hidoyat relslari, mahkamlagichlar va boshqalar kiradi.
Fotovoltaik energiya ishlab chiqarish moduli birligi kengashi	Fotovoltaik panellar va Ming qotishma ramkalari, jumladan, taxminan 120W/㎡'* ￥ 2,8 /W= ￥336	Fotovoltaik panellar va Ming qotishma ramkalari, jumladan, taxminan 120W/㎡* ￥ ​​2,8 /W = ￥336
Keng qamrovli xarajat (material narxi)	Tizim qavslari aksessuarlari + fotovoltaik energiya ishlab chiqarish komponentlari bloki =￥408 /㎡	Alyuminiy-magniy-marganetsli tom panellari + Tizim braketi aksessuarlari + fotovoltaik energiya ishlab chiqarish komponentlari taxtasi = ￥572 /㎡
Birlik narxi (yuan/kvadrat metr)	408	572
Xulosa	Fotovoltaik binoning tom yopish tizimidan foydalanish materiallarni ￥160 /㎡ tejash imkonini beradi

ma'lumotlari Polaris Solar PV Network

BIPV va BAPV

Taqqoslash ma'lumotlari	BIPV tizimi	BAPV tizimi
Bino ko'rinishi	Go'zallikni yo'qotmasdan, binoning umumiy dizayniga kiritilgan	Kechiktirilgan o'rnatish, yomon yaxlitlik
Dizayn hayoti	Hayot muddati 50 yildan ortiq bo'lishi mumkin	20-25 yil
Tomning kuchlanishi	Uyingizda aniq strukturaviy stress va yuqori tizimli xavfsizlik bilan oddiy uyingizda	Murakkab stress, uzoq muddatli shamol yuki va deformatsiya charchoq ta'sirini keltirib chiqarishi mumkin, bu struktura xavfsizligiga ta'sir qiladi.
Suvga chidamlilik	Uyingizda drenaj svstem hidrofobik shisha panellar, asosiy suv tanks.suv o'tkazmaydigan muhrlar va boshqalar tomonidan tashkil etilgan. Tom tuzilishi, yonib-o'chmas chekka, yorug'lik chiziqlar va boshqalar oqish xavfini oldini olish uchun modulli tuzilgan.	Gidroizolyatsiya qobiliyatini ta'minlashning hojati yo'q, faqat mavjud tomning suv o'tkazmaydigan qobiliyatiga ega bo'lishi kerak
Qurilish qiyinligi	Hiah o'rnatish aniqligi, tomning gidroizolyatsiyasi, issiqlik izolatsiyasi va boshqa funktsiyalarni bajaradi va qurilishda katta qiyinchiliklarga ega.	Ikki bosqichda qurilish, komponentlarni o'rnatishda past qiyinchilik
Foydalanish va texnik xizmat ko'rsatish	Tom modulli desianlangan va birlik sifatida bitta akkumulyator moduli bilan o'rnatiladi. Tekshiruv va ta'mirlash paytida, shuningdek, tomning to'liq ishlashi va foydalanish va texnik xizmat ko'rsatish qiyinligini hisobga olish kerak.	Uyingizda to'g'ridan-to'g'ri tekshirilishi va ta'mirlanishi mumkin, demontaj va yig'ish nisbatan qulay va foydalanish va texnik xizmat ko'rsatish oson

ma'lumotlari Polaris Solar PV Network

Texnik tizimlar: kristalli kremniy va yupqa plyonka asosiy komponent sifatida

Fotovoltaik (PV) xujayralar PV energiya ishlab chiqarish tizimlarining asosiy asosiy komponentlari hisoblanadi. Ular asosan kristalli kremniy quyosh xujayralari va ishlatiladigan materiallarga qarab yupqa plyonkali quyosh xujayralari toifalariga bo'linadi. Kristalli kremniy xujayralari bozor ulushida ustunlik qiladi, yupqa plyonkali hujayralar esa fotovoltaik qurilish ilovalarining o'sishi tufayli penetratsiyaning kuchayishi kutilmoqda.

1) Kristalli kremniy xujayralari:

kristalli kremniy quyosh xujayralari bir necha o'n yillar davomida rivojlanib, fotoelektrik konversiya samaradorligini doimiy ravishda oshiruvchi etuk texnologik tizimga olib keldi. Sanoat ham jadal rivojlanib, marjinal ishlab chiqarish xarajatlarini sezilarli darajada pasaytirdi. Hozirgi PV sanoatida kristalli kremniy xujayralari miqyosdagi iqtisodlar va ularning yuqori konversiya samaradorligi tufayli iqtisodiy xarajat afzalliklari tufayli bozor ulushining 95% dan ortig'iga ega. Ular orasida monokristalli kremniy xujayralari yuqori fotoelektrik konversiya samaradorligi va yuqori ishlab chiqarish xarajatlari bilan ajralib turadi, polikristalli kremniy xujayralari esa konversiya samaradorligi biroz pastroq, lekin ishlab chiqarish uchun arzon va samaradorlikning sezilarli darajada pasayishiga olib kelmaydi. 2017 yilgacha polikristal hujayralar bozor ulushini 73% ni tashkil etdi. 2017 yildan boshlab yangi ishlab chiqarish texnologiyalarini joriy etish monokristalli kremniy ishlab chiqarish xarajatlarini sezilarli darajada kamaytirdi va PERC texnologiyasining kirib borishi monokristalli kremniyning konversiya samaradorligini sezilarli darajada oshirdi, bu hozirda kristalli kremniy hujayralari bozorining taxminan 90% ni tashkil qiladi.

2) Yupqa qatlamli hujayralar:

Yupqa plyonkali hujayralar nisbatan pastroq fotoelektrik konversiya samaradorligi tufayli hali katta bozor miqyosiga erisha olmadi. Biroq, ular kuchli kam yorug'lik ko'rsatkichlarini namoyish etadilar, bu ularni ba'zi janubiy bo'lmagan BAPV/BIPV loyihalarida kristalli kremniy modullariga qaraganda ancha samaraliroq qiladi. Bundan tashqari, yupqa plyonkali hujayralar yaxshiroq harorat koeffitsientiga ega bo'lganligi sababli, ular kristalli kremniyning kamchiliklarini samarali ravishda qoplaydigan ekstremal yuqori harorat sharoitida ishlashni saqlab qolishlari mumkin. Kristalli kremniy xujayralari, birinchi navbatda, quyuq ko'k va ochiq ko'k ranglarda mavjud bo'lib, ular biroz monoton va fotovoltaik binolarning rang-barang ehtiyojlarini qondira olmaydi. Bundan farqli o'laroq, yupqa plyonkali hujayralar sozlanishi rangning afzalligini taklif qiladi, hozirgi bozor mahsulotlari deyarli barcha umumiy rang sxemalarini qamrab oladi. Bundan tashqari, yupqa plyonkali hujayralar nisbatan engil bo'lib, yupqa plyonkali PV modullaridan foydalanganda qurilish qiyinchiliklarini va qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalarni ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytiradi.

Fotovoltaiklarni qurish sohasida kristalli kremniy va yupqa plyonkali hujayralarni taqqoslash

	Kristalli silikon quyosh xujayralari	Yupqa qatlamli quyosh xujayralari
Birlik maydon uchun quvvat	Tomning maydoni 1000 kvadrat metr bo'lgan kristalli kremniy fotovoltaik elektr stantsiyasi taxminan 100 kVt quvvatga ega.	Tomning maydoni 1000 kvadrat metr bo'lgan yupqa plyonkali fotovoltaik elektr stantsiyasi taxminan 70 kVt quvvatga ega.
Kam yorug'lik samaradorligi	Kristalli kremniy quyosh xujayralari nisbatan past yorug'lik ko'rsatkichlariga ega. Misol uchun, Xitoyning janubiy shahrida, to'g'ridan-to'g'ri janubga qarab o'rnatilgan kristalli silikon PV modullari suboptimal yorug'lik sharoitida maksimal samaradorligining atigi 59% ga erishadi.	Yupqa plyonkali quyosh xujayralari kuchli kam yorug'lik ko'rsatkichlariga ega va o'rnatish burchaklariga nisbatan kam sezgir. Ular kristalli kremniy xujayralari bilan solishtirganda kam yorug'lik sharoitida uzoqroq vaqt davomida elektr energiyasini ishlab chiqaradi, bu ularni janubga qaragan bo'lmagan qurilmalar, parda devorlari va bulutli yoki sovuq hududlarda BlPV loyihalari uchun ko'proq moslashtiradi.
Harorat koeffitsienti	Harorat koeffitsienti nisbatan yuqori. Ishlash harorati 25 ° C dan oshganda, maksimal quvvat chiqishi har 1 ° C o'sishi uchun 0,40-0,45% ga kamayadi.	Harorat koeffitsienti nisbatan past, ish harorati 25 ℃ dan oshganda, maksimal quvvat chiqishi har 1 ° C o'sishi uchun atigi 0,19-0,21% ga kamayadi.
Rang xilma-xilligi	Rang variantlari asosan ko'k ranglarda, masalan, chuqur ko'k va ochiq ko'k rangda.	Yupqa plyonkali modullar kerak bo'lganda turli xil ranglarda ishlab chiqarilishi mumkin.
Modul og'irligi	Modullar nisbatan og'ir.	Ular nisbatan engil bo'lib, tom yopish qiyinchilik va xarajatlarni kamaytiradi. Bundan tashqari, parda devori ilovalarida foydalanilganda, yupqa plyonkali Py modullari kamroq strukturaviy yordamni talab qiladi va kristalli silikon modullarga qaraganda kamroq xarajatlarni talab qiladi.

2021 yilgacha manba kristalli kremniy, yupqa plyonka va perovskit BIPV texnologiyasi va bozor forumi

Umuman olganda, kristalli kremniy va yupqa plyonkali texnologik tizimlar fotovoltaik binolar sohasida qo'shimcha rol o'ynaydi. Yupqa plyonka texnologiyasi janubga qaramaydigan tomlar, parda devorlari va moslashtirilgan stsenariylar kabi maxsus fotovoltaik qurilish loyihalarida alohida afzalliklarga ega. 2018-yilda o‘tkazilgan tadqiqotga ko‘ra Fraunhofer Quyosh energiyasi tizimlari instituti tomonidan Yevropa Germaniyadagi BIPV loyihalari bo‘yicha , uyingizda BIPV loyihalarining taxminan 90 foizi kristalli kremniy texnologiyasidan foydalanadi, BIPV fasad loyihalarining taxminan 56 foizi yupqa plyonka texnologiyasidan foydalanadi.

Fotovoltaik elementlarning asosiy texnik tizimlarining tasnifi va xususiyatlari

Texnologik tizim	Maxsus materiallar	Fotoelektrik konversiya samaradorligi	Afzallik	Kamchilik
Kristalli kremniy quyosh xujayralari	Monokristalli kremniy	16% - 18%	Uzoq umr (odatda 20-30 yilgacha), yuqori fotoelektrik konversiya samaradorligi	Yuqori ishlab chiqarish xarajati, uzoq ishlab chiqarish vaqti, past yorug'lik ishlashi
	Polikristalli kremniy	14% - 16%	Yuqori yorug'lik barqarorligi, arzon narxlardagi, oddiy ishlab chiqarish va aniq samaradorlikning pasayishi	Kam yorug'likda quvvat ishlab chiqarishning yomon ishlashi
Yupqa qatlamli quyosh xujayralari	Amorf kremniy	6% - 9%	Yetuk texnologiya, past ishlab chiqarish chegarasi	Cheklangan fotoelektrik konvertatsiya samaradorligi
	Mis indiy galiy selenid (ClGS)	11%	Kam ishlab chiqarish xarajati, past ifloslanish, pasayish yo'q, yaxshi kam yorug'lik ishlashi, yuqori fotoelektrik konvertatsiya samaradorligi	Texnologiya elementar nisbatlarga juda sezgir va strukturasi murakkab bo'lib, juda qattiq ishlov berish va tayyorlashni talab qiladi. sharoitlar
	Kadmiy tellurid (CdTe)	9% - 12%	Kam ishlab chiqarish xarajati, yuqori konversiya samaradorligi, past harorat koeffitsienti (past haroratda ajoyib ishlash), yaxshi past yorug'lik effekti	Xom ashyoning etishmasligi va kadmiyning toksikligi keng ko'lamli qayta ishlash tizimini talab qiladi, bu esa keng ko'lamli ilovalarni qiyinlashtiradi.

Quyosh fotovoltaiklarini binolarda qo'llash bo'yicha tadqiqot manbasi, mis indiy galiy selenid yupqa plyonkali quyosh batareyasi sanoatining rivojlanishiga umumiy nuqtai

BAPV (Building-Attached Photovoltaic) hozirda qurilish fotovoltaiklarining asosiy shakli hisoblanadi.

Hozirgi sanoat landshaftidan BAPV binoga o'rnatilgan fotovoltaiklarning dominant shakli bo'lib qolmoqda. Bu, birinchi navbatda, har yili yangi binolarni qurish cheklanganligi va BIPV uchun standartlar hali to'liq o'rnatilmaganligi bilan bog'liq. Agar BIPV zudlik bilan qabul qilinadigan bo'lsa ham, BIPVdan foydalanish uchun binolarni yopish bosqichiga yetguncha 3-5 yil kerak bo'ladi. Bundan farqli o'laroq, mavjud tomlarni qayta jihozlash nisbatan osonroq va mavjud uyingizda resurslarining ko'pligi uni ushbu bosqichda tarqalgan fotovoltaiklarning jadal rivojlanishi uchun qulayroq qiladi.

Yetuk xorij bozorlari bilan taqqoslaganda, BIPV kelajakda penetratsiyani oshirish uchun sezilarli potentsialga ega.

Rivojlangan mamlakatlarda binolarga integratsiyalashgan fotovoltaiklar (BIPV) ilgari boshlangan, ko'plab mamlakatlar 20-asrning oxirlaridayoq turli xil rag'batlantirish siyosati va rivojlanish rejalarini amalga oshirgan. Masalan, Germaniya, Italiya, Yaponiya va Amerika Qo'shma Shtatlari kelgusi yillarda PV o'rnatish quvvatlarini qurish bo'yicha aniq maqsadlarni belgilab, 'Quyoshli PV tom dasturlari' ni yaratdilar. 2018 yil holatiga ko'ra, BIPVBOOST tashkiloti hisobotiga ko'ra, Yaponiya 3 GVt quvvatga ega bo'lgan dunyodagi eng yuqori kümülatif BIPV o'rnatishga ega bo'ldi, undan keyin Frantsiya (2,7 GVt), Italiya (2,5 GVt) va Qo'shma Shtatlar (0,6 GVt). Aksincha, Xitoyning jami BIPV o'rnatilishi atigi 0,1 GVtni tashkil etdi (2020 yilga kelib taxminan 0,7 GVt).

Rivojlangan hududlarning tarixiy o'rnatish imkoniyatlarini taqqoslaganda, Xitoyning hozirgi jami BIPV o'rnatilishi Yaponiya va Evropaning taxminan 5-10 yil oldin erishgan darajalariga teng. Ushbu traektoriya Xitoyda bozor etuk emasligini va kelajakda BIPV penetratsiyasini oshirish uchun katta imkoniyatlar mavjudligini ko'rsatadi.